Mitochondrial mechanisms and signaling in manganese exposure

锰暴露中的线粒体机制和信号传导

基本信息

  • 批准号:
    10734614
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 35.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-08-16 至 2028-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Summary: This application focuses on a novel pathogenic mechanism that includes metal homeostasis, mitochondrial proteostasis and onset of neurological adverse effects for cognition and movement. We have identified the mitochondrial RNA granule, as a key initiator of neuronal responses to environmental and/or genetic insults that predispose an individual to disease. This RNA processing pathway in mitochondria resides upstream of the effects that have been attributed to manganese toxicity, including reduced respiratory chain activity, mitochondrial membrane depolarization, mitochondrial oxidative stress, leading to cell death. Our overall hypothesis is that manganese accumulation in mitochondria disrupts the mitochondrial RNA granule function and induces dsRNA accumulation as part of the toxicity mechanism. This disruption leads to the accumulation of dsRNA and reduced OXPHOS function and increased oxidative stress. Thus, the mitochondrial RNA granule offers us a molecular reporter of exposure and sensitivity to manganese and a potential target for neuroprotective interventions. Specific Aims: Aim 1: Identify molecular targets of manganese in mitochondria. Aim 2: Evaluate whether manganese-induced mitochondrial dysfunction induces dsRNA accumulation and pro-inflammatory responses. Aim 3: To test to what degree impaired mitochondrial RNA granule function modulates manganese sensitivity in human brain organoids and brain from wild type and SLC30a10 KO mouse. Study Design: We will employ cell models with genetic deficiencies in the manganese efflux transporter SLC30A10, which is sufficient to induce a parkinsonian syndrome in humans, as well as acutely and chronically manganese treated cells to identify Manganese binding proteins in mitochondria and to analyze the composition of the mitochondrial RNA granule by mass spectrometry approaches. RNA granule function will be studied by analyzing the processing of the mitochondrial polycistronic mitochondrial RNA in manganese challenged cells employing molecular counting with probes directed at unprocessed junctions in the transcripts. By knockout and over-expression of RNA granule components, we will assess whether mitochondrial RNA granule dysfunction is deleterious or adaptive. We will interrogate human brain organoids and mouse brain tissue for the molecular mechanisms identified in cell line models. Given the significant potential impact of RNA granule on mitochondrial function, we will evaluate whether drugs affecting mitochondrial RNA processing and downstream metabolism are neuroprotective to excess manganese exposure or exacerbate genetic vulnerability.
概括: 该应用集中于一种新型的致病机制,包括金属稳态, 线粒体蛋白抑制作用和对认知和运动的神经系统不良反应的发作。我们 已经确定了线粒体RNA颗粒,是对环境的神经元反应的关键引发剂 和/或遗传侮辱,使人患有疾病。此RNA处理途径 线粒体驻留在锰毒性的上游,包括 呼吸链活性减少,线粒体膜去极化,线粒体氧化 压力,导致细胞死亡。我们的总体假设是锰在线粒体中的积累 干扰线粒体RNA颗粒功能并诱导DSRNA积累作为毒性的一部分 机制。这种破坏导致dsRNA的积累和降低的Oxphos功能,以及 氧化应激增加。因此,线粒体RNA颗粒为我们提供了一个分子记者 对锰的暴露和敏感性以及神经保护干预措施的潜在靶标。 具体目的: 目标1:确定线粒体中锰的分子靶标。 AIM 2:评估锰诱导的线粒体功能障碍是否诱导DSRNA积累 和促炎反应。 目标3:测试线粒体RNA颗粒功能在多大程度上受损的锰敏感性 在野生型和SLC30A10 KO小鼠的人类脑官和大脑中。 研究设计:我们将在锰外排中使用具有遗传缺陷的细胞模型 运输者SLC30A10,足以诱导人类帕金森氏综合症,以及 急性和慢性锰处理的细胞,以鉴定线粒体中的锰结合蛋白 并通过质谱方法分析线粒体RNA颗粒的组成。 RNA颗粒功能将通过分析线粒体多余体的加工来研究 锰中的线粒体RNA挑战细胞,该细胞采用了分子计数,该细胞用探针定向 在成绩单中未经处理的连接处。通过敲除和RNA颗粒的过表达 组件,我们将评估线粒体RNA颗粒功能障碍是有害还是适应性。 我们将询问人脑器官和小鼠脑组织的分子机制 在细胞系模型中确定。鉴于RNA颗粒对线粒体的显着潜在影响 功能,我们将评估是否影响线粒体RNA处理和下游药物 代谢对过量锰暴露或加剧遗传脆弱性具有神经保护作用。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

AVANTI GOKHALE其他文献

AVANTI GOKHALE的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

成人型弥漫性胶质瘤患者语言功能可塑性研究
  • 批准号:
    82303926
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
MRI融合多组学特征量化高级别成人型弥漫性脑胶质瘤免疫微环境并预测术后复发风险的研究
  • 批准号:
    82302160
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SMC4/FoxO3a介导的CD38+HLA-DR+CD8+T细胞增殖在成人斯蒂尔病MAS发病中的作用研究
  • 批准号:
    82302025
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
融合多源异构数据应用深度学习预测成人肺部感染病原体研究
  • 批准号:
    82302311
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

The Role of Outpatient Diuretic Therapy in Bronchopulmonary Dysplasia
门诊利尿疗法在支气管肺发育不良中的作用
  • 批准号:
    10663469
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.6万
  • 项目类别:
Integrated, Individualized, and Intelligent Prescribing (I3P) Clinical Trial Network
一体化、个体化、智能处方(I3P)临床试验网络
  • 批准号:
    10822651
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.6万
  • 项目类别:
Selective actin remodeling of sensory neurons for acute pain management
感觉神经元的选择性肌动蛋白重塑用于急性疼痛管理
  • 批准号:
    10603436
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.6万
  • 项目类别:
Traumatic Brain Injury Anti-Seizure Prophylaxis in the Medicare Program
医疗保险计划中的创伤性脑损伤抗癫痫预防
  • 批准号:
    10715238
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.6万
  • 项目类别:
Targeting Alcohol-Opioid Co-Use Among Young Adults Using a Novel MHealth Intervention
使用新型 MHealth 干预措施针对年轻人中酒精与阿片类药物的同时使用
  • 批准号:
    10456380
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.6万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了